Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Impacts of circadian lighting on energy consumption of office building in Thailand
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
อรรจน์ เศรษฐบุตร
Faculty/College
Faculty of Architecture (คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Architecture (ภาควิชาสถาปัตยกรรมศาสตร์)
Degree Name
สถาปัตยกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
สถาปัตยกรรม
DOI
10.58837/CHULA.THE.2021.1048
Abstract
ปัจจุบันการออกแบบอาคารให้ความสำคัญกับคุณภาพชีวิตของผู้ใช้งานอาคารมากขึ้น การออกแบบแสงสว่างภายในอาคารเพื่อระบบนาฬิกาชีวิตของร่างกายมนุษย์เป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยส่งเสริมสุขภาพที่ดีให้กับผู้ใช้อาคาร ซึ่งแสงสว่างในอาคารจะประกอบด้วยแสงธรรมชาติและแสงประดิษฐ์ ที่ส่งผลต่อการใช้พลังงานของอาคารจากการทำความเย็น และไฟฟ้าแสงสว่าง จากการศึกษางานวิจัยที่ผ่านมายังพบการศึกษาในเรื่องแสงสว่างเพื่อนาฬิกาชีวิตที่ส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงงานโดยรวมของอาคารจากทั้งระบบปรับอากาศและไฟฟ้าแสงสว่างค่อนข้างน้อย งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาตัวแปรการออกแบบแสงสว่างภายในอาคารที่มีผลต่อนาฬิกาชีวิต ตามเกณฑ์ WELL Building Standard v.2 หัวข้อ Circadian Lighting วิเคราะห์ผลกระทบต่อการใช้พลังงานโดยรวมของอาคาร และเสนอแนวทางการออกแบบแสงสว่างที่เหมาะสมต่อนาฬิกาชีวิตที่สามารถนำไปช่วยในการตัดสินใจให้กับผู้ออกแบบ โดยเป็นงานวิจัยเชิงจำลอง ที่ต้องการศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อทั้งปริมาณแสงธรรมชาติ ปริมาณแสงประดิษฐ์ และการใช้พลังงานอาคาร ได้แก่ รูปทรงอาคาร ขนาดสัดส่วนพื้นที่ช่องเปิดต่อเปลือกอาคาร (WWR) ประเภทกระจก ค่าอุณหภูมิสีสัมพันธ์ของหลอดไฟ และการวางผังดวงโคมไฟฟ้าแสงสว่างภายในที่แตกต่างกัน เพื่อนำไปคำนวณค่า Spatial Daylight Autonomy (sDA) ค่า Vertical Illuminance (Ev) และค่า Equivalent Melanopic Lux (EML) รวมทั้งจำลองการใช้พลังงานโดยรวมของอาคาร ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ DesignBuilder และ Dialux Evo ผลการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่า ในบางกรณีค่าการใช้พลังงานโดยรวมของอาคารไม่สัมพันธ์กับค่า EML เนื่องจากค่า EML ตามเกณฑ์ WELL นั้น กำหนดให้ประเมินจากความส่องสว่างในแนวดิ่งจากแสงประดิษฐ์เท่านั้น ไม่ได้ประเมินโดยนำแสงธรรมชาติมาร่วมด้วย แต่การใช้พลังงานโดยรวมของอาคาร ต้องพิจารณาทั้งการใช้พลังงานไฟฟ้าแสงสว่างจากแสงประดิษฐ์ และพลังงานจากเครื่องปรับอากาศที่มีผลจากความร้อนที่เข้ามาภายในอาคารพร้อมกับแสงธรรมชาติ โดยอาคารที่ได้แสงสว่างที่เหมาะสมต่อนาฬิกาชีวิต หรือมีค่า EML ที่ผ่านเกณฑ์ขั้นต่ำนั้น เมื่อเทียบกับอาคารต้นแบบมีทั้งกรณีที่การใช้พลังงานโดยรวมของอาคารเพิ่มขึ้น 0.04%-4.82% และกรณีที่การใช้พลังงานโดยรวมของอาคารลดลง 0.01-5.33% นอกจากนี้การใช้แสงประดิษฐ์เพื่อให้ได้ปริมาณความส่องสว่างที่เหมาะสมต่อนาฬิกาชีวิตในอาคารสำนักงาน ทำให้การใช้พลังงานไฟฟ้าแสงสว่างเพิ่มขึ้นสูงสุดถึง 3.47 เท่า เมื่อเทียบกับอาคารต้นแบบ อย่างไรก็ตามแสงธรรมชาติในประเทศไทยนั้นเหมาะสมต่อนาฬิกาชีวิต หากสามารถศึกษาการประเมินค่า EML จากแสงธรรมชาติร่วมกับแสงประดิษฐ์ ก็จะสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าแสงสว่างลงได้
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Nowadays, building design is more concerned about the quality of building users’ lives. Designing appropriate indoor lighting for the biological clock is a way to promote good health for users. The indoor lighting consists of natural and artificial light which has an impact on the energy consumption of the building including air conditioning and lighting energy consumption. From the literature review, the impact on the building's overall energy consumption from the air conditioning and lighting system has rarely been studied. This research aimed to study circadian lighting design variables referring to “Circadian Lighting” title in WELL Building Standard v.2, analyze the overall energy consumption of the building, and propose guidelines of the suitable lighting design for the biological clock which can be useful in terms of decision making for architects. The research utilized the office building model that has different shapes, proportions of the opening, type of glass, Correlated Color Temperature (CCT), and interior lighting luminaire layouts in order to calculated Spatial Daylight Autonomy (sDA), Vertical Illuminance (Ev), Equivalent Melanopic Lux (EML) and the building’s overall energy consumption by computer programs i.e., DesignBuilder and Dialux Evo. According to the study, it was found that the building's overall energy consumption wasn’t correlated with EML as the EML in accordance with WELL Building Standard is calculated mainly based on the vertical illuminance of artificial light without the consideration of natural light. However, the overall energy consumption of the building has to be considered with both artificial lighting and air conditioning energy consumption which is affected by heat entering the building from natural light. The buildings that met the minimum criteria of EML, compared with the prototype building, had both cases that the overall energy consumption of the building increased by 0.04%-4.82% and cases that it decreased by 0.01-5.33%. In addition, the utilization of artificial lighting to achieve the right amount of light for circadian lighting in the office building increased lighting energy consumption by 3.47 times. However, natural light in Thailand is suitable for the biological clock of life. If EML can be studied in combination with natural light and artificial light, it will be able to reduce lighting energy consumption.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
กิตติวังชัย, วริยาภรณ์, "ผลกระทบของแสงสว่างเพื่อนาฬิกาชีวิตต่อการใช้พลังงานอาคารประเภทสำนักงานในประเทศไทย" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5590.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5590